专利名称：行星差速双轴驱动的金属带锯床的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种双轴驱动的金属带锯床，尤其是一种行星差速双轴驱动的金属带 锯床，属于加工机械。
背景技术：
目前，市场上所流通金属带锯床的主运动传动方式，基本上都是与规格大小无关，且 以单轴驱动的形式进行，即由动力源，包括电机或其他原动机通过单一减速机构驱动主动 锯轮，并由主动锯轮上的带锯条牵引张紧锯轮(被动轮)，结合其他的辅助运动来实现金 属材料的锯切功能。
此类型金属带锯床，由于采用的是一种主运动的单轴驱动结构形式，因而存在下列二 种局限性
(1) 锯切运动本身牵引力不足，它只有主动锯轮产生的摩擦牵引力，通过库仑摩擦 定律及摩擦圆驱动力矩计算公式可知主动锯轮产生的摩擦牵引力跟带锯条与锯轮间材料 的摩擦系数(U )、锯条的张力(Q)及摩擦圆(锯轮)的半径(r)有关。由于带锯条与 锯轮间材料(iO的不可变性；锯梁及系统的抗变形能力、张力机构的结构形式、锯条的 强度极限等，限制了锯条张力(Q)的范围；金属带锯床的规格型号限制了摩擦圆的半径
(r)，所以单轴驱动金属带锯床的锯切运动牵引力不足是先天的缺陷；
(2) 由于有主、被动锯轮的存在，因而增加了牵引力损失，主要表现形式为张紧锯 轮内的轴承传动效率引起的牵引力损失。由而产生了金属带锯床在锯切工作时带锯条容易 打滑、"闷车"，导致切削效率得不到有效的发挥，主动锯轮的磨损加剧和带锯条使用寿 命降低，增加了用户对金属带锯床使用的维护成本和刀具成本。
如为规避上述缺陷，发展双轴直接驱动类型的金属带锯床，但又受到下列因数的制约-(1)动力源，如电机工作时负载转矩、转速制造差异而产生的二锯轮的转速不同步；(2) 二锯轮制造精度差异及工作磨损差异而产生的二锯轮线速不同步。锯轮的转速即线速不同 步，势必产生二锯轮之间的工作干涉，加剧锯轮磨损，降低设备使用寿命。即使通过一定 的技术手段，提高动力源转速精度、锯轮的原始精度，而达到了设计要求，但又增加了生 产厂家的制造、用户的使用、维护难度，所以，该类型金属带锯床尚未得到有效发展。 发明内容本发明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种结构简单、合理、紧凑，使用方 便、可靠，提高锯轮使用寿命，降低能耗，提高工作效率的双轴驱动的金属带锯床。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要包括有一锯床身， 一安装在锯床 身上的锯架， 一电机， 一设置在锯床身上、通过工件输送机构、工件定位机构以及工件夹 紧机构固定工件的工作台， 一带锯条通过锯条张紧机构、带锯条导向机构张紧安装在固定 锯轮和张紧锯轮上，其特征在于所述的固定锯轮和张紧锯轮分别与安置在锯架上的固定锯 轮减速箱和张紧锯轮减速箱相连；所述的固定锯轮减速箱和张紧锯轮减速箱分别与一由电 机带动的行星差速机构相连。
所述的固定锯轮减速箱与行星差速机构直接相连，而所述的张紧锯轮减速箱通过张紧 锯轮传动机构以及相连的万向传动轴与所述的行星差速机构相连。
所述的锯架上设置有带锯条的导向机构，该导向机构包括有左右两横梁支架，有一固 定在横梁支架上的横梁以及与带锯条相连的、固定在横梁上的左右两导向组。
所述的锯架上还设置有升降机构，该升降机构包括有安装在床身下方的液压站，至少 一升降油缸组以及立柱组和副柱组相连在锯架上。
所述的行星差速机构还与一清屑带轮相连，并带动与之相连的带锯清屑机构，与该带 锯清屑机构配套设置有冷却机构和集屑箱。
本发明与现有的金属带锯床相比，在机床总功率不变和相同张紧力的情况下，其牵引 摩擦力可提高一倍以上，牵引力的损耗几乎为零，功率损耗明显减小，同时也可有效减小 锯轮的磨损，提高切削效率和带锯条使用寿命一倍以上，带锯条切削速度通过变频器来控 制调，具有结构简单、合理、紧凑，使用方便、可靠，提高锯轮使用寿命，降低能耗，提 高工作效率等特点。
图1是本发明的正面等轴侧视结构示意图。
图2是本发明的背面等轴侧视结构示意图。
图3是本发明的去除部分护罩的正面等轴侧视结构示意图。
图4是本发明的锯梁部分背面等轴侧视结构示意图。
图5是本发明的驱动机构正面等轴侧视结构示意图。
图6是本发明的行星差速机构示意图。
具体实施例方式
附图中的标号有1—机座，2—床身，3—工作台，4一集屑箱，5—工件定位机构，6 一立柱组，7—右锯轮盖，8—控制箱，9一锯架，IO—冷却机构，ll一左锯轮盖，12—工 件夹紧机构，13—电器箱，14—电器控制板，15—张紧锯轮减速箱，16—带锯条张紧机构， 17—副柱组，18—固定锯轮减速箱，19一锯架升降机构，20—工件输送机构，21—液压站， 22—带锯清屑机构，23—固定锯轮，24—清屑带轮护罩，25—张紧锯轮，26—带锯条导向 机构，27—带锯条，28—张紧锯轮传动箱，29—万向传动轴护罩，30—行星差速箱，31— 电机，32—清屑带轮，33—行星差速机构，34—万向传动轴，35—张紧锯轮传动机构，Ka、
Kb—中心轮，H—系杆，g—行星轮，a—传动轮。
下面将结合附图对本发明作详细的介绍附图中所示，本发明主要包括有一锯床身2， 一安装在锯床身2上的锯架9， 一电机31， 一设置在锯床身2上、通过工件输送机构20、 工件定位机构5以及工件夹紧机构12固定工件的工作台3， 一带锯条27通过锯条张紧机 构16、带锯条导向机构26张紧安装在固定锯轮23和张紧锯轮25上，所述的固定锯轮23 和张紧锯轮25分别与安置在锯架9上的固定锯轮减速箱18和张紧锯轮减速箱15相连； 所述的固定锯轮减速箱18和张紧锯轮减速箱15分别与一由电机31带动的行星差速机构 33相连。
所述的固定锯轮减速箱18与行星差速机构33直接相连，而所述的张紧锯轮减速箱通
过张紧锯轮传动机构35以及相连的万向传动轴34与所述的行星差速机构33相连。
所述的锯架9上设置有带锯条的导向机构，该导向机构包括有左右两横梁支架，有一
固定在横梁支架上的横梁以及与带锯条相连的、固定在横梁上的左右两导向组。
所述的锯架9上还设置有升降机构，该升降机构包括有安装在床身下方的液压站21，
至少一升降油缸组以及立柱组6和副柱组17相连在锯架9上。
所述的行星差速机构33还与一清屑带轮32相连，并带动与之相连的带锯清屑机构22， 与该带锯清屑机构22配套设置有冷却机构10和集屑箱4。
本发明的工作原理是工件通过工件输送机构20 (图2)、工件定位机构5、工件夹紧 机构12固定在机座1及工作台3上(图1)。带锯条27 (图3)通过带锯条张紧机构16 (图 2)、带锯条导向机构26张紧安装在固定锯轮23、张紧锯轮25 (图3)上。通过控 制箱8控制电器箱13 (图l)内的电器控制板14 (图2)分别启动床身2 (图l)内置的液压站21 (图2)及主运动的动力源(电机)31 (图4)。主运动的动力源——电机31通 过行星差速箱30 (图4)内的2K-H行星差速机构33、万向传动轴34 (图5)及张紧锯轮 传动箱28 (图4)内的张紧锯轮传动机构35 (图5)将动力(转速、转矩)根据实际工况 自动传送至置于锯架9 (图1)上的固定锯轮减速箱18、张紧锯轮减速箱15 (图2),经二 减速箱转矩放大、减速后，由固定锯轮减速箱18上的固定锯轮23 (图3)、张紧锯轮减速 箱15上的张紧锯轮25带动带锯条27 (图3)进行切削主运动。液压站21控制锯架升降 机构19 (图2)使锯架9沿立柱组6 (图l)、副柱组17 (图2)作上下切削进给及复位运 动。由2K-H行星差速机构33辅助输出的清屑带轮32 (图5)带动带锯清屑机构22 (图3) 辅以冷却机构10将切屑冲送至集屑箱4 (图l)。
本发明图1中的右锯轮盖7、左锯轮盖11，图3中的清屑带轮护罩24，图4中的万向 传动轴护罩29均为安全防护装置。
本发明所述的行星差速机构工作原理见图6所示电机通过固定在系杆H上的传动轮 a将动力(转速、转矩)传至系杆H，并使之旋转；当二锯轮直径相等时，二锯轮的旋转 线速也相等，中心轮Ka、 Kb的转速相同，二行星轮g对系杆H没有转动，差速机构不起 差动作用，此时中心轮Ka、 Kb、行星轮g如同联为一个整体。当二锯轮直径有差异或当中 某一锯轮有打滑现象时，二锯轮的旋转线速就不相等，中心轮Ka、 Kb的转速也不相同， 显然二中心轮Ka、 Kb之间就有了相对运动，使行星轮g随系杆H转动外(公转)，又要绕 自己在系杆H上的轴线转动(自转)。
因为行星差速机构中心轮Ka、 Kb的齿数相等，所以其基本速比=-1，经计算推导可 得:系杆H在任何时候的转速都是二中心轮Ka、 Kb转速和的1/2，故行星差速机构在任何 工况下都能按此规律将一个合理的转速值分配给二个锯轮的减速机构。
本发明所述的金属材料锯切主运动是通过一套2K-H双中心轮行星差速齿轮负号机构 (以下简称2K-H行星差速机构)，将动力源输出的转速、转矩分配给固定锯轮、张紧锯轮 的减速机构，使二锯轮均以主动轮的形式进行锯切工作。这种结构类型带锯床与普通的单 轴驱动金属带锯床相比有如下特点
(1) 在机床总功率不变(在功率有富余)的情况下，通过2K-H行星差速机构将动力 源根据锯切工作情况自动将转速、转矩分配给固定锯轮、张紧锯轮的减速机构，有效提高 电机的功率因素，节约能源。
(2) 在机床总功率无富余的情况下，通过2K-H行星差速机构的转速、转矩分配，其机床输入功率可以增加约1倍，切削动力倍增。
(3) 由于固定锯轮、张紧锯轮均为主动轮，所以在锯条张力相同、二锯轮等直径的 条件下，其牵引摩擦力理论上可提高一倍(如二锯轮不等径，则需通过理论计算，才可得 出牵引力提高的具体数值)。
(4) 由于固定锯轮、张紧锯轮均为主动轮，不存在牵引被动轮的空载损耗，功率损耗 理论上可以降低4%左右，节约能源(根据相关资料所增加的2K-H行星差动负号机构的 传动效率可以不计)。
(5) 与单轴驱动金属带锯床加工时的临界状态相比其切削效率理论上可以提高1倍。
(6) 由于锯切牵引摩擦力理论上增加l倍，与单轴驱动金属带锯床的锯轮磨损状况相 比，本设计的金属带锯床的锯轮磨损状况至少可以降低1倍，其锯轮寿命是呈几何倍数增加。
(7) 由于锯切牵引摩擦力的增加，锯切工作时带锯条产生的打滑、"闷车"现象大 为减少，所以产生带锯条打滑磨损，"闷车"崩齿的几率也大为减少。与单轴驱动金属带 锯床加工时的临界状态相比，其锯条使用寿命至少提高一倍以上。
(8) 可设计、利用锯轮的直径差，来改变带锯条的切入角度。
(9) 带锯条切削线速可通过机械式有级、无极变速机构或电机变频器来控制调整。 通过上述特点的描述可以证明本发明是一种结构合理、性能可靠、节能高效的金属带锯床。
权利要求
1、一种行星差速双轴驱动的金属带锯床，它主要包括有一锯床身，一安装在锯床身上的锯架，一电机，一设置在锯床身上、通过工件输送机构、工件定位机构以及工件夹紧机构固定工件的工作台，一带锯条通过锯条张紧机构、带锯条导向机构张紧安装在固定锯轮和张紧锯轮上，其特征在于所述的固定锯轮(23)和张紧锯轮(25)分别与安置在锯架(9)上的固定锯轮减速箱(18)和张紧锯轮减速箱(15)相连；所述的固定锯轮减速箱(18)和张紧锯轮减速箱(15)分别与一由电机(31)带动的行星差速机构(33)相连。
2、 根据权利要求1所述的行星差速双轴驱动的金属带锯床，其特征在于所述的固定 锯轮减速箱(18)与行星差速机构(33)直接相连，而所述的张紧锯轮减速箱(15)通过张紧锯轮 传动机构(35)以及相连的万向传动轴(34)与所述的行星差速机构(33)相连。
3、 根据权利要求1或2所述的行星差速双轴驱动的金属带锯床，其特征在于所述的 锯架(9)上设置有带锯条导向机构(26)，该带锯条导向机构(26)包括有左右两横梁支架，有 一固定在横梁支架上的横梁以及与带锯条相连的、固定在横梁上的左右两导向组。
4、 根据权利要求3所述的行星差速双轴驱动的金属带锯床，其特征在于所述的锯架(9) 上还设置有锯架升降机构(19)，该锯架升降机构(19)包括有安装在床身(2)下方的液压站 (21)，至少一升降油缸组以及立柱组(6)和副柱组(17)相连在锯架(9)上。
5、 根据权利要求1或2所述的行星差速双轴驱动的金属带锯床，其特征在于所述的 行星差速机构(33)还与一清屑带轮(32)相连，并带动与之相连的带锯清屑机构(22)，与该带 锯清屑机构(22)配套设置有冷却机构(10)和集屑箱(4)。
全文摘要
一种行星差速双轴驱动的金属带锯床，它主要包括有一锯床身，一安装在锯床身上的锯架，一电机，一设置在锯床身上、通过工件输送机构、工件定位机构以及工件夹紧机构固定工件的工作台，一带锯条通过锯条张紧机构、带锯条导向机构张紧安装在固定锯轮和张紧锯轮上，其特征在于所述的固定锯轮和张紧锯轮分别与安置在锯架上的固定锯轮减速箱和张紧锯轮减速箱相连；所述的固定锯轮减速箱和张紧锯轮减速箱分别与一由电机带动的行星差速机构相连；它具有结构简单、合理、紧凑，使用方便、可靠，提高锯轮使用寿命，降低能耗，提高工作效率等特点。
文档编号B23D55/06GK101623782SQ20091010090
公开日2010年1月13日 申请日期2009年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者卢永强 申请人:浙江富士泰机床有限责任公司